- •Геофізичні дослідження свердловин
- •1 Загальна характеристика дисципліни
- •1.1 Історія розвитку геофізичних досліджень свердловин
- •1.2 Основні напрямки застосування гдс при пошуках, розвідці та розробленні корисних копалин
- •1.3 Організація промислово-геофізичної служби та класифікація методів гдс за фізичними основами
- •1.4 Характеристика свердловин за призначенням та їх підготовка до проведення гдс
- •1.5 Характеристики об’єктів дослідження у свердловинах
- •Контрольні запитання
- •2 Електричні методи дослідження свердловин
- •2.1 Каротаж потенціалів самочинної поляризації
- •2.2 Каротаж збудженої поляризації
- •2.3 Каротаж опору
- •2.4 Боковий каротаж
- •2.5 Мікрометоди електрокаротажу
- •2.6 Індукційний каротаж
- •Контрольні запитання
- •3 Радіоактивні методи дослідження свердловин
- •3.1 Методи гамма-каротажу та спектрального гамма-каротажу
- •3.2 Методи розсіяного гамма-випромінювання (гамма-гамма-каротаж)
- •3.3 Нейтронні методи дослідження свердловин
- •3.4 Інші ядерні методи дослідження свердловин
- •(За с. М. Аксельродом) до поляризації (а), підчас поляризації (б), на початок вільної прецесії (в)
- •(За с.М. Аксельродом)
- •Контрольні запитання
- •4 Акустичні методи дослідження свердловин
- •4.1 Фізичні основи акустичних методів
- •4.2 Розповсюдження пружних хвиль у свердловині
- •4.3 Апаратура акустичного каротажу
- •4.4 Методика проведення вимірювань при акустичному каротажі
- •Контрольні запитання
- •5 Термічні методи дослідження свердловин
- •5.1 Фізичні основи термічних досліджень у свердловинах
- •5.2 Класифікація термічних методів
- •5.3 Розподіл температури по стовбуру свердловини
- •5.4 Апаратура і методика для термічних досліджень у свердловині
- •Контрольні запитання
- •6 Дослідження технічного стану свердловин
- •6.1 Інклінометрія
- •6.2 Кавернометрія
- •6.3 Трубна профілеметрія
- •Контрольні запитання
- •7 Геохімічні дослідження у свердловинах
- •7.1 Газовий каротаж в процесі буріння
- •7.2 Газовий каротаж після буріння
- •7.3 Комплекс досліджень, які проводяться одночасно з газовим каротажем в процесі буріння свердловин
- •Контрольні запитання
- •8 Інші види каротажу
- •8.1 Електромагнітна локація муфт
- •8.2 Дефектоскопія і товщинометрія
- •8.3 Механічна і термокондуктивна витратометрія (дебітометрія)
- •8.4 Припливометрія, визначення складу флюїдів у свердловині
- •8.5 Акустична шумометрія
- •8.6 Барометрія
- •Контрольні запитання
- •9 Контроль якості цементування колон і труб у свердловині
- •Контрольні запитання
- •10 Прострілкові та вибухові роботи у свердловинах
- •Контрольні запитання
- •11 Основні правила техніки безпеки при проведенні геофізичних робіт у свердловинах
- •Контрольні запитання
- •Перелік використаних джерел
Контрольні запитання
Що таке перфорація при проведенні прострілково-вибухових робіт?
Як використовують торпедування при проведенні прострілково-вибухових робіт?
Які ви знаєте методи та способи відбору зразків порід із стінок свердловин?
Які ви знаєте методи та способи відбору проб пластових флюїдів під час буріння?
Як проводять випробовування продуктивних пластів у відкритому стовбурі свердловини?
Що таке кумулятивна перфорація?
Назвіть типи перфорації.
Для чого використовують пакери у свердловинах?
Назвіть типи керновідбірників, та охарактеризуйте принцип їх роботи.
11 Основні правила техніки безпеки при проведенні геофізичних робіт у свердловинах
Геофізичні роботи мають ряд специфічних особливостей, які пов’язані з використанням і перевезенням вибухових речовин, застосуванням електричної енергії та радіоактивних речовин, постійними переїздами на автотранспорті, виконанням робіт на відкритому повітрі, застосуванням спуско-підйомних і вантажно-розвантажувальних механізмів, свердловинної апаратури та кабелю в умовах високих температур і тисків та ін. Це вимагає розробки специфічних заходів щодо техніки безпеки і протипожежних мір, тверде знання і виконання яких працівниками геофізичних партій і забезпечує безаварійну роботу.
Відповідальність за безпеку праці у геофізичному підприємстві покладають на головного інженера. У допомогу головному інженеру для організації роботи з техніки безпеки і промислової санітарії створюється відділ охорони праці або призначаються інженери по техніці безпеки, або дані обов’язки покладаються на одного з інженерно-технічних працівників. У геофізичних партіях (загонах) за виконання вимог по безпеці праці відповідають їхні керівники.
Усі знову прийняті працівники можуть бути допущені до виконання робіт тільки після проходження спеціального інструктажу з безпечного ведення даного виду робіт. Інструктаж із загальних питань техніки безпеки проводить інженер по техніці безпеки, а з питань безпечного ведення конкретних робіт – начальник виробничої ділянки або партії (загону).
Підготовчі роботи. Перед виїздом геофізичного каротажного загону на свердловину начальник партії одержує заявку замовника, в якій вказують технічні дані, місце розташування свердловини і час її готовності, перелік і обсяг геофізичних досліджень. Відповідно до цієї заявки працівники каротажного загону готується до виїзду на свердловину: перевіряють справність автомобілів, устаткування, приладів, інструментів, кабелю, гальмової системи підйомника і системи його керування і т.п..
На свердловині також необхідно провести підготовчі роботи. Площадка біля устя свердловини, піднімальні містки та підходи до них повинні бути очищені від глинистого розчину і нафти, а сторонні предмети прибрані. Перед свердловиною з боку містків повинна бути площадка для установки підйомника і лабораторії геофізичного загону. Перед геофізичними дослідженнями стовбур свердловини додатково промивають з метою забезпечення безперешкодного проходження свердловинних приладів до інтервалу заміру, а при виробництві прострілкових і підривних робіт — до вибою або на глибину, яка перевищує інтервал прострілювання (торпедування) на довжину перфоратора (торпеди), що спускається, щоб у випадку залишення стріляючого апарата в свердловині він знаходився нижче інтервалу перфорації (торпедування) і не заважав проводити роботи в стовбурі свердловини. На свердловині необхідно встановити штепсельну розетку з контактом заземлення, для підключення геофізичного устаткування до силової та освітлювальної мереж.
Начальник геофізичного загону з представником замовника складають акт перевірки готовності свердловини до геофізичних робіт. Акт підписують: майстер бурової, геолог, енергетик і начальник геофізичного загону.
Після цього встановлюють підйомник проти містків так, щоб машиніст добре бачив устя свердловини і щоб вісь барабана лебідки була горизонтальна і перпендикулярна до нього. Під колеса підйомника підкладають надійні упори. Лабораторію зазвичай ставлять паралельно підйомнику, залишаючи між ними прохід шириною не менш 1 м для забезпечення гарної видимості і сигналізації між підйомником, лабораторією та устям свердловини, а також для того, щоб вихлопні гази не проникали в кабіну лебідчика й у лабораторію.
Встановивши підйомник і лабораторію, заземлюють їхні шасі та металеві кузови шляхом приєднання до пристрою електроустановки заземлювання або до кондуктора свердловини. Після заземлення підйомника і лабораторії начальник загону або інженер (технік) у гумових рукавичках приєднує їх до електричної мережі. У випадку відсутності електричного щита підключення до промислової електричної мережі та відключення від неї, робить тільки електромонтер промислу. Використовують електричну мережу напругою не вище 380 В. При відсутності електричної енергії на свердловині підйомник і лабораторію підключають до генераторної групи підйомника.
Однією з підготовчих операцій геофізичного загону на буровій є встановлення блок-балансу. Блок-баланс завжди розташовують так, щоб площина його ролика проходила через середину осі барабана лебідки і перпендикулярно до неї. Це полегшує правильне укладання кабелю на барабан лебідки і запобігає зіскакуванню його з ролика при спуску та підйомі.
Заміри в працюючих свердловинах, при наявності тиску на усті свердловини, повинні проводитись через спеціальний сальник лубрікатора, який забезпечує герметичність свердловини під час проведення геофізичних досліджень. У даному випадку використовують блок-баланси спеціальних конструкцій та буферні засувки для свердловин.
Спуско-підйомні операції. У газуючих або нагнітаючих свердловинах спуско-підйомні операції забороняють. Перед спуском свердловинного приладу в свердловину начальник загону перевіряє, щоб стіл ротора був застопорений, а блок-баланс надійно закріплений.
Спуск і підйом свердловинних приладів масою більш 40 кг або довжиною більше 2 м (незалежно від маси) здійснюють за допомогою бурової лебідки.
При спуско-підйомних операціях у свердловині забороняється нахилятися над кабелем, переходити через нього, а також братися за кабель, який рухається, руками, поправляти на ньому мітки.
При спуску кабелю в свердловину на барабані лебідки повинно залишатись не менше половини останнього ряду витків. За довжиною кабелю, який знаходиться в свердловині, стежать за допомогою датчика глибин і за контрольними мітками, які встановлені на кабелі через визначені інтервали.
При підйомі свердловинного приладу, щоб уникнути затягування його на ролик блок-балансу, рух кабелю, після появи над устям свердловини першої попереджувальної мітки, яка встановлюється на кабелі в 50 м від головки приладу, повинен бути уповільненим, а з появою другої попереджувальної мітки, що знаходиться на відстані 3-5 м від приладу, підйом ведуть при скинутому газі двигуна або підйомника вручну. При використанні підвісних блок-балансів кількість випадків затягування приладів на блок-баланс різко скорочується.
Необхідно стежити, щоб кабель був справним. У випадку прихоплення приладу в свердловині та неможливості його звільнення треба намагатися витягти кабель цілим, тобто обірвати його біля голівки приладу. З цією метою в місці приєднання свердловинних приладів і вантажів до кабелю роблять ослаблене кріплення, що не повинне перевищувати 2/3 розривного зусилля кабелю.
При ліквідації прихоплення приладу за допомогою підйомника працівникам загону забороняється знаходитися між лебідкою та устям свердловини.
Електрометричні роботи. При проведенні електрометричних робіт геофізична станція повинна бути надійно заземлена, щоб уникнути ураження персоналу електричним струмом.
З’єднувальні проводи, які використовують для збору електричних схем, не повинні мати оголених жил і несправну ізоляцію. Збирання та розбирання електричних схем, ремонт проводів, а також повірку справності ланцюгів варто виконувати при виключеному джерелі струму.
Перевірку роботи геофізичної станції, яка знаходиться під напругою, та відшукання в ній несправностей повинні робити не менш двох виконавців.
Швидкість спуску глибинного приладу в свердловині регулюється гальмовою системою лебідки. Спуск буває часто ускладнений через наявність глинистих пробок, уступів, каверн, а також через значну кривизну свердловини, великій густині та в’язкості промивної рідини, внаслідок чого може бути допущений перепуск кабелю і виникнення вузлів на ньому. У зв’язку з цим спуск кабелю контролюють за кривою СП і УО.
При підйомі кабелю потрібно бути особливо уважним, тому що можливі прихоплення свердловинного приладу, яке відзначається за датчиком натягу кабелю і за зростанням навантаження на двигуні підйомника.
При виході свердловинного приладу з башмака і вході в нього, підході до вибою і відриві від нього швидкість руху кабелю не повинна перевищувати 600 м/год. Припустима швидкість підйому свердловинного приладу на інших ділянках до 5000 м/год.
Радіометричні роботи. Усі роботи, які пов’язані з використанням радіоактивних речовин у закритому або відкритому виді, проводять з дотриманням «Санітарних правил роботи з радіоактивними речовинами і джерелами іонізуючих випромінювань», а також діючих інструкцій, настанов і нормативів.
Особи, яких направляють на роботу з радіоактивними речовинами (РР) і джерелами іонізуючих випромінювань, попередньо проходять медичний огляд. Допускаються до роботи тільки ті, хто не має медичних протипоказів. У період роботи вони піддаються періодичному медичному огляду.
Усі працюючі з радіоактивними речовинами й іонізуючими джерелами повинні бути навчені безпечним прийомам роботи, знати правила користування санітарно-технічними пристроями і захисними пристосуваннями, а також правила особистої гігієни – повинні здати відповідний техмінімум.
Для того, щоб убезпечити обслуговуючий персонал від шкідливої дії радіоактивних речовин, необхідно організувати правильне збереження, перевезення РР і роботу з ними на свердловинах, а також контроль за забрудненням цими речовинами робочих місць.
Для запобігання опромінення треба дотримуватися наступних правил:
- використовувати джерела випромінювання мінімальної активності, яка необхідна для даного виду робіт;
- виконувати операції з джерелами випромінювань протягом дуже короткого часу;
- проводити роботи на максимально можливо віддалений відстані від джерела випромінювань, використовуючи дистанційний інструмент;
- застосовувати захисні засоби у виді контейнерів, екранів і спецодягу;
- здійснювати радіометричний і дозиметричний контроль.
При радіометричних дослідженнях свердловин використовують закриті і відкриті джерела випромінювань. На базах промислових геофізичних контор радіоактивні речовини зберігають в спеціальних приміщеннях (сховищах), які обладнані у відповідності з вимогами “Санітарних правил роботи з радіоактивними речовинами і джерелами іонізуючих випромінювань”. Сховище має відділення для джерел нейтронів, джерел гамма-випромінювань, для рідких радіоактивних ізотопів, а також для радіоактивних джерел, які непридатні для використання через їх малу активність.
Радіоактивні речовини зберігають у переносних контейнерах, що у залежності від активності РР знаходяться в спеціальних сейфах або колодязях. Відповідальність за збереження радіоактивних речовин несе працівник, який призначений наказом на підприємстві. Він також приймає і видає РР начальникам партій з дозволу керівника підприємства, що фіксується в журналі обліку і руху РР.
В усіх випадках РР транспортують тільки в спеціальних контейнерах. Контейнери жорстко кріплять в задній частині лабораторії або підйомника. Кришки контейнерів і кузова лабораторії або підйомника закривають на замок. Ключі зберігаються в начальника партії (загону), який несе повну відповідальність за зберігання РР, які отримані із сховища.
При втраті або розливі РР начальник партії (загону) негайно сповіщає про це в міліцію, органам санітарного нагляду і керівництву свого підприємства. Про те, що трапилося, складається акт. Місця перебування джерел радіоактивних випромінювань позначають спеціальним знаком, у якого внутрішнє коло і три сектори у виді пелюстків пофарбовані в червоний колір на жовтому тілі самого знака. У нижній частині знака є попереджувальний напис “Обережно, радіоактивність!”.
Роботи з закритими джерелами випромінювання. Після прибуття на свердловину переносний контейнер із джерелом нейтронів або гамма-джерелом відносять на відстань 10 м від місця роботи і ведуть за ним постійне спостереження. Перед встановленням в свердловинний прилад джерело витягують з контейнера за допомогою дистанційних пристосувань (маніпуляторів).
Свердловинний прилад опускають у свердловину і витягають з неї за допомогою спуско-підйомних механізмів. Після підйому приладу із свердловини джерело нейтронів або гамма-випромінювання негайно перекладають у контейнер.
В аварійних випадках – залишенні приладу в свердловині та неможливості його витягу в неушкодженому стані – прилад обережно збивають на вибій і заливають цементом згідно “Санітарним правилам роботи з радіоактивними речовинами і джерелами іонізуючих випромінювань”. Аварію ліквідують за планом, який погоджують з органами Державного санітарного нагляду (Держсаннагляду).
Роботи з рідкими радіоактивними ізотопами. У свердловину радіоактивні ізотопи вводяться за допомогою спеціальних маніпуляторів та інших пристосувань для розбивання ампул щоб уникнути забруднення устаткування і території промислу, геофізичного устаткування, а також виконавців робіт.
Після роботи, яка пов’язана із використанням рідких радіоактивних ізотопів, необхідно контролювати забруднення радіоактивними речовинами устя свердловини, території, яка прилягає до свердловини, контейнерів та іншого устаткування геофізичної партії, а також спецодяг, який стикався з радіоактивним розчином. Результати вимірів заносять у спеціальний журнал і за ними складають радіометричну карту з вказівкою потужності дози на кожному окремому об’єкті.
У випадку виявлення забруднення радіоактивними ізотопами складають акт і план ліквідації забруднення за участю представників органів Держсаннагляду. Для дезактивації місць забруднення застосовують спеціальні миючі розчини.
При виконанні робіт, які пов’язані з радіоактивними речовинами і джерелами іонізуючих випромінювань, за обслуговуючим персоналом ведуть радіометричний контроль, що зводиться до визначення отриманої дози нейтронного випромінювання і гамма-випромінювання. Дозу гамма-випромінювання, яка отримана кожним працівником за робочий день, вимірюють за допомогою кишенькових індивідуальних дозиметрів або шляхом перерахування показів радіометрів, які відградуйовані в одиницях потужності дози Р мікрорентгенів у годину. В останньому випадку сумарну дозу Д знаходять як добуток потужності дози на тривалість опромінення :
.
(11.1)
При розрахунку дози опромінення швидкими нейтронами використовують наступні формули:
- при незахищеному джерелі:
,
(11.2)
- при наявності захисту:
,
(11.3)
де N – потужність джерела нейтронів; R – відстань від джерела до тіла працюючого; В – фактор нагромадження; n з – макроскопічний перетин взаємодії; х – товщина екрана; – тривалість опромінення.
При шестигодинному робочому дні гранично допустима доза опромінення (ГДД) для гамма-опромінення складає до 0,1 Р в тиждень, або 0,017 Р в день, для швидких нейтронів – до 2,6·106 нейтр./см2 у тиждень, для теплових нейтронів – до 108 нейтр./см2 у тиждень.
Прострілково-вибухові роботи. Роботи з вибуховими матеріалами проводять згідно “Єдиним правилам безпеки при підривних роботах” і відповідних інструкцій та настанов по проведенню прострілкових і підривних робіт у свердловинах.
Працівники партій, які проводять прострілкові та підривні роботи в свердловинах або зарядку, зборку і розрядку прострілково-вибухових апаратів, повинні мати “Єдину книжку підривника”, що засвідчує право на виробництво даних видів робіт.
Керівник підривних робіт повинен мати закінчений гірничотехнічний заклад або закінчити спеціальні курси, які дають право відповідального керівництва.
Вибухові і прострілкові апарати перевозять у пересувних зарядних майстернях (лабораторіях), перфораторних підйомниках і на спеціально обладнаних автомобілях.
Запальні провідники стріляючого апарата при транспортуванні слід закоротити на його корпус. Кумулятивні перфоратори дозволяється перевозити в спорядженому виді без детонаторів у спеціальних пристосуваннях без захисної броні.
Торпеди перевозять в спеціальних пристосуваннях з відділеннями для кожної торпеди, оббитих усередині листовою гумою або іншими м’якими матеріалами.
Вибухові апарати під час перевезення необхідно замикати на замок. Ключ повинний знаходитися у особи, яка отримала апарати.
У пересувних перфораторних лабораторіях і підйомниках при транспортуванні стріляючих апаратів дозволяється знаходитися тільки персоналу партії, причому розміщатися безпосередньо на транспортувальних пристроях забороняється.
Прострілкові та підривні роботи зазвичай проводять в денний час і тільки у виняткових випадках, які викликані обґрунтованою технологічною необхідністю, – у нічний час при достатньому штучному освітленні.
У газуючих і поглинаючих свердловинах прострілкові та підривні роботи не проводять.
При підготовці свердловини до прострілкових і підривних робіт необхідно на її устя установити засувку, закріплену на всі болти, а штурвал вивести на відстань 10 м від устя й обладнати захисною огорожею. Дані обережності потрібні на випадок фонтанування свердловини. Якщо в лабораторії перфораторної станції передбачається зарядка перфораторів, то її розміщують на відстані 15-20 м від підйомника та у 30 м від свердловини з таким розрахунком, щоб в аварійному випадку в найкоротший час від’їхати від свердловини на безпечну відстань.
Для позначення небезпечної зони при перфорації та торпедуванні свердловини навколо неї на відстані 50 м встановлюють червоні прапорці. Радіус небезпечної зони може бути зменшений до 20 м після спуску стріляючого апарата в свердловину на глибину більше 50 м. Роботи, які не пов’язані з прострілково-вибуховими операціями, на території небезпечної зони припиняють. Сторонні люди повинні залишити небезпечну зону.
Підривні роботи в свердловинах проводять відповідно до технічного проекту на торпедування, який складений і затверджений технічним керівником за даними замовника.
Перед спуском стріляючого апарата свердловину шаблонують для перевірки прохідності її стовбура і визначення глибини розташування вибою. Вибирають шаблони, які за діаметром і масою близькі до стріляючого апарату. Після контрольного шаблонування до устя свердловини підносять перфоратори в кількості, яка необхідна для одного спуску в свердловину.
Перед механічним під’єднанням перфораторів до кабелю переконуються у відсутності напруги в ньому. Під час приєднання виконавець цієї операції щоб уникнути нещасливого випадку знаходиться біля головки перфоратора, а інші люди на цей час віддаляються. Електричне приєднання перфоратора здійснює начальник загону або особа, що його заміняє.
Після приєднання до кабелю перфоратора, ґрунтоноса або торпеди їх спускають у свердловину, встановлюють у заданому інтервалі. Постріл або вибух проводять за допомогою вибухової машинки або перфораторної панелі тільки начальником загону або особою, яка його заміняє. Після проведення пострілу (вибуху) вибухову машинку або перфораторну панель замикають на замок. Це виключає передчасні постріли, що можуть привести до аварій.
При роботі із селективними перфораторами використовують селективний перемикаючий пристрій.
Під час виконання прострілково-вибухових робіт на свердловинах необхідно строго дотримуватися сигналів (попереджувальний, бойовий, відбій), які встановлені “Єдиними правилами безпеки при підривних роботах”. При підході стріляючих апаратів і вибухових пристроїв до вибою і відриві їх від вибою швидкість руху кабелю не повинна перевищувати 600 м/год.
Швидкість підйому ґрунтоносів не повинна перевищувати 5000 м/год. Підйом стріляючих апаратів, що відмовили, здійснюють зі швидкістю не більш 3600 м/год, а вибухових апаратів – зі швидкістю не більш 1000 м/год.
Після підйому із свердловини стріляючі та вибухові апарати піддають візуальному огляду. Апарати, що відмовили і представляють небезпеку при розрядці, знищують відповідно до вимог “Єдиних правил безпеки при підривних роботах”.
Промислова санітарія і протипожежні заходи. Санітарні і гігієнічні заходи у виробничих умовах сприяють підтримці і поліпшенню фізичного, морального стану трудящих та істотно впливають на продуктивність праці.
У нічний час освітлення бурової, площадки перед свердловиною, лабораторією та лебідкою повинне забезпечувати безпечне виконання робіт і пересування людей.
Контейнери для перевезення радіоактивних речовин та інструменти повинні відповідати вимогам санітарних правил. На геофізичних підприємствах проводять систематичний облік дози опромінення, яка отримана працівниками радіометричних партій.
Усіх людей геофізичного загону (партії) забезпечують спецодягом і спецвзуттям. У зимовий час необхідно стежити за опаленням підйомників і лабораторій.
Відповідно до епідемічних показників усім працівникам роблять профілактичні щеплення.
Геофізичні загони повинні бути оснащені медичними аптечками, а працівники партій навчені прийомам надання першої медичної допомоги при поразці електричним струмом, обморожуванні, дорожніх подіях і т.д.
При роботах на свердловинах основна увага повинна приділятися підміні працівників для відпочинку та харчування, обігріванню персоналу партії в холодний час, забезпеченню гарячою їжею.
Під час переїзду на місце роботи і при роботах на свердловині необхідно дотримувати умови, що виключають можливість виникнення пожежі.
Працівники геофізичних загонів повинні строго виконувати протипожежні правила, а саме:
- перфораторні підйомники і лабораторії зберігати в чистоті та порядку;
- у перфораторних підйомниках і лабораторіях повинні мати первинні засоби гасіння пожежі (вогнегасник, сокиру, лопату, цебро і т.п.) і не використовувати їх для інших цілей;
- курити на території промислу тільки в спеціально відведеному для цього місці;
- користатися відкритим вогнем (багаттям, ліхтарем) на відстані не менш 15 м від бурової і не менш 40 м від лабораторії і підйомника;
- рідкі пальні матеріали перевозити в щільно закритих бачках, банках; переливати їх за допомогою насоса, шланга.
